[发明专利]压电振动设备系统和电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括具有压电元件的压电振动设备的压电振动设备系统、以及包括这种压电振动设备系统的电子装置。 

背景技术

在现有技术中，因为燃料电池具有较高的发电效率而不排出有害物质，所以它们被广泛地实际用于工业或家用发电机、或者用于人造卫星或宇宙飞船的电源。另外，近年来，有效地开发出用于车辆(诸如客车、公共汽车和卡车)的电源的燃料电池。这种燃料电池可以被分类为若干类型(诸如碱性溶液类型、磷酸类型、熔融碳酸盐类型、固体氧化物类型和直接甲醇类型)。其中，因为直接甲醇固体聚合物电解质燃料电池(在下文中简称DMFC(direct methanol fuel cell，直接甲醇燃料电池))可以通过使用甲醇作为用于燃料的氢的供应源而高度能量密集化，所以大量地研究和开发了用于小型便携式燃料电池的DMFC，并且因为其可以无需重整装置来实现，所以它还可以被制作得很小。 

在DMFC中，使用MEA(membrane electrode assembly，膜电极组件)，MEA是由固体聚合物电解质膜和两个电极(气体扩散电极)组成的单位燃料电池，其中膜和两个电极被组装在膜被布置在两个电极之间的一体化结构中。在这种情况下，气体扩散电极之一被设置为燃料电极(负电极)，而另一个被设置为氧电极(正电极)。燃料电极的表面被供给甲醇作为燃料，结果是甲醇溶解成氢离子(质子)和电子。另一方面，氧电极(正电极)的表面被供给空气作为氧化气体。在燃料电极处产生的氢离子横穿固体聚合物电解质膜，而在燃料电极处产生的电子通过连接在燃料电极和氧电极之间的外部负载等被运输到氧电极。在氧电极处，空气中的氧与氢离子和电子进行反应，以生成水。由于上述电化学反应，DMFC在氧电极和燃料电极之间具有电动势，结果是电流流过外部负载。 

在DMFC中，提出了将甲醇提供到燃料电极的两种类型的供应方法(一种是液体燃料供应类型(将液体燃料(甲醇溶液)直接提供到燃料电极的方法)，而另一种是气体燃料供应类型(将通过汽化液体甲醇获得的汽化燃料提供到燃料电极的方法))。在将燃料(诸如甲醇)提供到燃料电极的以上供应方法中，通常使用涡旋泵、扩散泵、级联泵、齿轮泵、螺旋泵、隔膜泵、活塞泵、柱塞泵等等。然而，因为上述泵消耗大量电能并且难于减小安装有上述泵之一的DMFC的尺寸，所以具有压电元件的压电泵(用作燃料泵)近来也开始用于将燃料提供到燃料电极。 

另一方面，旋转式泵、机械增压泵等等通常用于将氧化气体(空气)提供到氧电极。然而，近来，具有压电元件的压电泵(用作空气泵或鼓风机)也开始用于提供氧化气体。 

为了控制这种具有压电元件的压电泵的行为，因而控制压电元件的振动频率，例如在日本未审查专利申请公布05-184169号和07-245971号中所公开的。 

发明内容

众所周知，这种压电泵中所使用的压电元件独有的机械共振频率取决于环境改变(诸如温度改变)而变化。因此，在现有技术中，采用生成具有与压电元件独有的共振频率相同的频率的控制信号、或者使用谐振电路将控制信号的频率调整为压电元件独有的共振频率，这导致成本增加。 

另外，在上述现有技术中，即使在共振频率取决于环境改变而变化的情况下，控制信号的频率或谐振电路的频率也必需以定点精度与压电元件独有的共振频率匹配，从而必须安装用于反馈控制的传感器。 

因此，期望一种如下压电振动设备系统：该压电振动设备系统可以被小型化并且简单化，同时具有与现有振动设备系统相同的对具有压电元件的压电振动设备(例如，压电泵)的控制能力。 

本发明是鉴于上述问题而实现的，并且提供一种如下压电振动设备系统：该压电振动设备系统可以被小型化并且简单化，同时具有与现有振动设备系统相同的对带有压电元件的压电振动设备的控制能力。另外，本发明提供一种装备有这种压电振动设备系统的电子装置。